板料成形数值模拟项目建议书

板料成形数值模拟项目建议书第1页共17页板料成形数值模拟项目建议书板料成形数值模拟项目建议书第2页共17页目录1目标和意义...................................................................................................................32实施必要性...................................................................................................................33实施基础条件...............................................................................................................34实施方案分析...............................................................................................................44.1ESI集团板料成形模拟解决方案介绍......................................................................44.2ESI集团板料成形模拟解决方案软件功能..............................................................44.3ESI集团板料成形模拟解决方案的作用................................................................124.4ESI集团板料成形模拟解决方案的部分用户........................................................134.5ESI集团板料成形模拟解决方案的优点................................................................144.6ESI集团板料成形模拟解决方案的软硬件配置....................................................145预期效益分析.............................................................................................................176结论.............................................................................................................................17板料成形数值模拟项目建议书第3页共17页1目标和意义通过实施在世界上成形模拟应用的最专业、最成熟、最广泛的板料成形模拟解决方案来解决板料件模具设计和生产过程中的各种问题。（1）板料成形模拟解决方案要全面、专业、快速、使用方便的解决板料件模具设计生产过程中的模具设计问题、下料尺寸估算问题、成形精确模拟问题（保证成形后产品的质量）和模具回弹自动补偿问题。（2）板料成形模拟解决方案要能够提高板料件的模具设计效率，缩短模具从设计到投入生产的周期，提高工艺部门和设计部门的协同效率，缩短产品开发周期，降低产品开发成本，提高产品的市场竞争力。2实施必要性板料成形过程的数值模拟技术实质上就是在计算机上应用有限元仿真软件进行虚拟的板料成形试验,通过输入各种给定的条件和一些实际的实验参数,进行计算机数值计算模拟，通过分析模拟得到的结果来预测板料在成形过程中,各种缺陷产生的位置和分布程度,以此初步判断所选毛坯材料力学性能参数与模具工艺设计方案以及模具参数选择的合理性,同时借助数值模拟结果的三维动态显示可以详细地分析冲压成形的每一小步过程的情况,从而可以比较精确确定缺陷产生的具体原因以及找出相对应的解决办法来。为了提高的制造水平和市场竞争力，为了改变以往板料件模具设计和生产过程中严重依赖设计人员的经验和多次的实际物理试模的落后的状况，我们必须采用专业的成熟的板料成形模拟解决方案解决板料件模具设计问题、下料尺寸估算问题、成形精确模拟问题（保证成形后产品的质量）和模具回弹自动补偿问题。3实施基础条件(1)购置最专业、最成熟、最可靠的板料成形模拟解决软件，为模拟解决各种板料成形问题提供最好的软件系统。(2)购置与软件运行相适应的计算机硬件系统和组建相应的网络平台，为软件运行做硬件准备。(3)安排相应的工作人员接受软件公司的培训，为熟练操作软件解决实际的问题做准备。(4)确定采用软件模拟分析板料成形过程的流程，以及相关部门的工作人员的具体工作职责。板料成形数值模拟项目建议书第4页共17页4实施方案分析4.1ESI集团板料成形模拟解决方案介绍ESI集团的板料成形模拟解决方案是包含模具设计、下料估计、快速分析、精确分析、耦合输出等的专业的成熟的板料成形模拟全面解决方案，是迄今为止世界上唯一整合了所有板金成形过程的有限元模拟解决方案，是世界上应用的最成熟、最广泛、最专业的板料成形分析软件，是融合了早期的前端可行性评估，几何和过程优化，及详细的过程验证于一个软件系统。4.2ESI集团板料成形模拟解决方案软件功能ESI集团板料成形模拟解决方案的软件模块组成主要为：PAM-DIEMAKER（模具设计模块）用于快速设计模具几何型面。PAM-INVERSE（反算毛坯模块）用于反算实际成形生产过程中毛料估计问题。PAM-QUIKSTAMP（快速成形评估模块）用于模具的快速成形性分析和快速可行性分析问题。PAM-AUTOSTAMP（精确模拟，成形质量控制模块）用于板料成形过程精确模拟问题。DIECOMPENSATION和ICAPP（成形回弹自动补偿模块）用于解决自动回弹补偿问题，输出进行回弹补偿后的模具几何模型。(1)PAM-DIEMAKER----快速模具设计PAM-DIEMAKER是基于有限元网格的快速数模面生成系统。长期以来，模具表面的设计都采用CAD系统进行，由于复杂表面很难用数学公式直接表征，而且最终的数模表面必须考虑材料成形工艺性，破裂与皱纹甚至回弹等因素，在实际工程中，对这些CAD数模进行修改时碰到非常大的困难，随机性很大。PAM-DIEMAKER是ESIGROUP与美国通用汽车和德国宝马汽车、大众汽车联合开发解决这一问题的非常有效工具。PAM-DIEMAKER可以通过控制特征参数迅速地生成模具工艺补偿面和数模表面，之后可以配合PAM-QUIKSTAMP或PAM-AUTOSTAMP等分析手段，对数模面的合理性进行分析，并可直接在网格上对数模表面进行修改，在对模面进行优化后可将最终的数模表面以IGES或VDA格式输出并反馈回CAD系统进行最后的模具设计和数控加工。这种革板料成形数值模拟项目建议书第5页共17页命性的改进使得生产效率从传统的几个星期大大提高到一两天甚至几个小时从CAD模型输入零件几何参数后，高度参数化驱动的PAM-DIEMAKER能够让您在几分钟内完成模面和工艺补充面的设计与优化。它能快速地通过参数迭代的方法获得实际的仿真模型，并快速地分析判断零件有无过切（负角）和计算出最佳的冲压方向，然后非常简单地让您对模面和工艺补充面的几何形状进行修改，能够参数化地完成所有前期模具设计的控制，例如多步成形模具和多零件组合型模具设计。显著优势零件设计可行性分析使用更真实参数并更早进入模拟阶段。通过将耗时的CAD工作减至最小显著加速方案规划过程。参数化表述是计算机辅助优化的先决条件。通过改进现有工艺补充面的设计将现有经验转变为资本。准确和快速地产生工艺补充面并以CAD表面文件输出以备CAD软件进一步处理。完整集成到PAM-STAMP2G环境，能够进行快速成型评估和模具工艺补充面与压料面形状的优化。(2)PAM-INVERSE----下料估计下料量估计主要采用PAM-INVERSE来完成，它采用一步成形逆算法，计算速度很快，可以准确预测板料的初始形状，同时也间接说明零件的可成形性和可行性，反算下料量程序界面和结果图如下图4-1所示。图4-1反算下料量程序界面和结果图板料成形数值模拟项目建议书第6页共17页(3)PAM-QUIKSTAMP----快速可行性评估PAM-QUIKSTAMP是快速成形模拟工具，一般在数分钟内即可完成一个模具快速成形分析，可用于设计早期可行性评估。PAM-QUIKSTAMP是在数分钟内完成模具设计可行性评估最合适的工具，对于复杂部件也是如此。一旦模具设计生成后，或者通过PAM-DIEMAKER或任何其他CAD系统，工程师需要通过评估不同模具几何参数检查成型性，例如压料面和工艺补充面。而且，诸如板料形状，压延筋尺寸，定位和材料属性等过程参数需要进行评估。PAM-QUIKSTAMP通过消除明显的差的设计选择，使得在设计过程的早期进行设计决策成为可能。PAM-QUIKSTAMP利用任何现有模具设计发现折叠或撕裂的危险。因为计算快速，PAM-QUIKSTAMP具有优化的良好基础，例如利用PAM-OPT作为优化工具。利用初始几何（或过程参数）作为参考，PAM-QUIKSTAMP能够进行参数化优化，诸如压料力，板料位置和尺寸或压延筋位置及形状。如图4-2所示，PAM-QUIKSTAMP可以在一小时内完成一个完整冲压过程的模拟，包括重力，压紧和成型，有助于用户消除差的设计选择。例如，你可以轻松与PAM-DIEMAKER联合实现压料面和工艺补充面的优化。图4-2压料面和工艺补充面的优化显著优势快速和定性可行性分析。与实际过程相近的轻松过程设置。与PAM-DIEMAKER和PAM-AUTOSTAMP完全兼容。在PAM-DIEMAKER和PAM-QUIKSTAMP间轻松实现设计的迭代循环。板料厚度模具板料成形数值模拟项目建议书第7页共17页轻松在PAM-AUTOSTAMP验证和质量控制的切换。对快速模具设计验证或判断过程或材料参数影响相当有用。稳定的求解器技术能够轻松实现优化循环。(4)PAM-AUTOSTAMP----成形质量控制PAM-AUTOSTAMP是一种基于材料物理学，对金属成形过程进行精确预测的软件。PAM-AUTOSTAMP能提供金属成形过程的工业验证和可信的仿真，从而满足工程上的需求。PAM-AUTOSTAMP使用独特的技术，使用户可以简便快捷的建立对复杂的多工序成形过程的单一仿真模拟模型，配合先进的可扩展求解器技术，可以最大程度的利用最新的计算机硬件资源。PAM-AUTOSTAMP提供详细的仿真结果，以解决裂口、褶皱等有关成形性能的验证问题。更突出的是，能够对一些精细的问题给出解答，例如滑移线、表面缺陷等。PAM-AUTOSTAMP充分考虑了成形过程中的速度、温度、表面摩擦、压料力、冲床刚度等各种因素的影响，对预测成形过程中的材料流动、起皱、破裂和回弹等具有非常高的精度。PAM-AUTOSTAMP采用的自动切边、隐式解法计算回弹、快速预压、抽象压延筋模型、成形零件刚度分析等辅助功能大大增强了软件的适用性，实现了软件模拟与实际成形的无缝贯通。如图4-3所示，PAM-AUTOSTAMP通过优化工艺参数，可以消除很小的起皱和破裂。板料成形数值模拟项目建议书第8页共17页图4-3PAM-AUTOSTAMP优化工艺参数过程显著优势精确成形工艺过程验证在同一个易用环境中模拟所有的工艺过程仿真技术经过工业实践证明和验证综合并最大限度优化软、硬件性能，最大化投资回报快速准确的回弹预测支持最新一代材料属性，包括铝合金、不锈钢、双相钢和高延度钢（TRIP）支持多工序成形(5